Presentert beregning av forsterkningssystem mobilkommunikasjon vil bekrefte riktig valg av utstyr og installasjon av cellulære signalforsterkere.

Som et eksempel, la oss ta det enkleste tilfellet med et mobilt stemmeforsterkningssystem.

Innledende data

Først må vi bestemme de første dataene:

1. Frekvensområde der vi mottar signalet
2. Signalnivå på stedet der det skal være eller allerede er installert ekstern antenne. For å måle signalnivået trenger vi en enkel telefon, nemlig Netmonitor-tjenestefunksjonen.

Telefontjenestefunksjoner

Du kan lese om hvilken kode du trenger for å ringe på telefonmodellen din i artikkelen "Telefoners tjenestefunksjoner".

Det er enda enklere for Android-smarttelefoner. Det er mange for dem gratis applikasjoner for å finne ut inngangssignalnivået til den mottatte stasjonen, så vel som andre nyttig informasjon, slik som nettverkskode (MNC), basestasjonsnummer (BSIC), celle-ID og mer.

Vi har det til rådighet samsung smarttelefon GT-S5250.

	Vi slår koden *#9999*0# og kommer umiddelbart til telefonmenytjenesten.
	Trykk "Tilbake" flere ganger på rad til telefonen går tilbake til hovedmenyen.
	Velg det første elementet "Debug Screen", skriv inn "1" på det virtuelle tastaturet som vises.
	Deretter skriver vi også inn "1", og velger derved "Basic Mode Information".

Og vi får all nødvendig informasjon og til og med unødvendig informasjon. I denne telefonen Et Megafon SIM-kort ble installert.

• RPLMN: 250 -02
• 250 - landskode (250 - Russland, 255 - Ukraina, 257 - Hviterussland);
• 02 - nettverkskode (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- standard mobil kommunikasjon, der telefonen jobber for øyeblikket;
• BSIC: 19- koden til BS som dette øyeblikket et signal mottas;
• BcchFrq: 102- nummeret på basestasjonskanalen som kommunikasjon foregår på for tiden; for mer informasjon om kanalene og deres distribusjon etter operatør, les artikkelen "Prinsippet for drift av mobilkommunikasjon". Faktisk brukes kanal 102 i St. Petersburg av Megafon og er i GSM 900-båndet;
• RSSI: -63- Mottatt signalnivå i dBm;
• RxLev: 47- nivået til det samme signalet, men i andre konvensjonelle enheter, jo høyere verdi, jo bedre signal.

Så la oss anta at signalnivået ble målt på stedet der den eksterne antennen ble installert, og signalet må forsterkes i et lite kjellerrom med et areal på 40 m². Vi vil utføre beregningen for DownLink-retningen (signal fra basestasjon til en mobiltelefon).

Utvalgt utstyr

AL-900-11 ekstern antenne, retningsbestemt, "bølgekanal"-type, med forsterkning Ku=11 dB	PicoCell 900 SXB repeater med gain Ku=60 dB og utgangseffekt opp til P=10 mW	AP-800/2700-7/9 ID intern panelantenne med forsterkning i frekvensområdet 900 MHz - Ku=60 dB	med en kort lengde med sterk signaldemping vil den ikke introdusere

Opplegget for mobilkomvil være som følger:

Beregningsmetoden er som følger:

1. Vi målte signalnivået med telefonen på punktet der den eksterne antennen var forhåndsinstallert: -63 dBm. Antenneforsterkningen er henholdsvis 11 dB, ved antenneutgangen har vi et signal på -63 + 11 = -52 dBm.
2. Hver kabel har sine egne RF-egenskaper. For eksempel, for vår 5D-FB-kabel, tapes 19,7 dB på 100 meter ved 900 MHz (se tekniske spesifikasjoner). Jo høyere signalfrekvens, desto større kabeltapet. Følgelig vil ca. 2 dB gå tapt ved 10 meter. Dermed kommer et signal på -52 -2 = -54 dB til repeaterinngangen.
3. Vi ser på repeaterforsterkningen i dens tekniske egenskaper (i vårt tilfelle har 900SXB Ku = 60 dB). Vi får ved forsterkerutgangen: -54 +60 = +6 dBm.
4. I kabelen fra repeateren til intern antenne ved en lengde på 5 meter vil tapet være ca. 1 dB.
   Dermed kommer signalet +6 -1 = +5 dBm til inngangen til den interne antennen.
5. Forsterkningen til AP-800/2700-7/9 ID-antennen ved en frekvens på 900 MHz er Ku=7 dB. Dermed vil antennen sende ut et signal med et nivå på +5 +7= + 12 dBm.

For å konvertere signalnivået fra dBm til mW bruker vi formelen: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). I vårt tilfelle: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

For å estimere dekningsområdet og ikke utføre komplekse matematiske beregninger av signaldempning i rommet, er det basert på eksperimentelle data fastslått at hvis signalnivået i mW multipliseres med en faktor 4 for 900 MHz-området (for 1800 MHz rekkevidde - med en faktor på 3), så er det mulig å få det omtrentlige dekningsområdet i m². Dersom det er vegger og skillevegger kan arealet være betydelig mindre.

Automatic gain control (AGC)-systemer er mye brukt i radiomottakere til ulike formål. AGC-systemer er designet for å stabilisere signalnivået ved utgangen av radiomottakerforsterkere med et stort dynamisk område av endringer i inngangssignalet, og når for eksempel 70–100 dB i radarmottakere. Med en slik endring i inngangssignalnivået, i fravær av et AGC-system, blir den normale driften av mottaksenhetene forstyrret, noe som manifesterer seg i overbelastningen av mottakerens siste stadier. I automatiske radarmålsporingssystemer fører overbelastning av mottakerkaskadene til forvrengning av amplitudemodulasjon, en reduksjon i forsterkning og svikt i sporingen. I frekvensstabiliseringssystemer forårsaker overbelastningskaskader en endring i hellingen til diskrimineringskarakteristikken, noe som kraftig reduserer kvaliteten på systemdriften.

I henhold til konstruksjonsprinsippet er AGC-systemer delt inn i tre hovedtyper: åpen sløyfe, eller uten tilbakemelding (fig. 2.2, 2.3); lukket, eller med tilbakemelding(fig. 2.4); kombinert. Det finnes enkelt- og flersløyfe AGC-systemer med kontinuerlig og digital justering. AGC uten tilbakemelding gir høy konstans av amplituden til utgangssignalet når inngangssignalet endres over et bredt område, men den kontrollerte verdien avhenger av stabiliteten til parametrene til AGC-kretsen.

Treghets-AGC-systemet med åpen sløyfe (fig. 2.2) inkluderer en justerbar forsterker (U), en AGC-systemforsterker (AGC), en AGC-detektor (DAGC) for å oppnå kontrollhandling, og et lavpassfilter (LPF), som eliminerer modulasjonsfrekvenskomponenten for å unngå demodulering av AM-radiosignal.

Ris. 2.2  Blokkskjema over en treghetsløs sløyfe

AGC-systemer

Tidsstyringssystemet (fig. 2.3) inneholder en kontr(VAG), hvis drift er synkronisert i tid av en ekstern puls.

Ris. 2.3  Blokkdiagram av et midlertidig AGC-system med åpen sløyfe (a)

og et tidsdiagram som forklarer prinsippet for driften (b)

I praksis er treghets-AGC-systemer med tilbakemelding mest utbredt (fig. 2.5). De er delt inn i kontinuerlige og pulserende systemer. Alle de ovennevnte systemene kan være forsinket eller uforsinket.

Ris. 2.4 Strukturdiagrammer av kontinuerlige AGC-systemer

med tilbakemelding (a) - ikke-forsterket med kombinert deteksjon, (b) - ikke-forsterket med separat deteksjon

Driftsprinsippet til AGC-systemet er som følger. Inngangsspenning U i( t) mates til inngangen til en forsterker med justerbar forsterkning. Utgangsspenningen fra forsterkeren tilføres detektorinngangen, deretter summeres det detekterte signalet med forsinkelsesspenningen U h. Total spenning U c forsterkes av en likestrømsforsterker (DCA) og mates til et lavpassfilter (LPF), genererer LPF styrespenningen U y, endre forsterkningen. Avhengigheten av forsterkerforsterkningen av styrespenningen kalles kontrollkarakteristikken; den kan tilnærmes ved en lineær avhengighet

, (2.0)

Hvor k 0 - forsterkning ved kontrollspenning lik null;

 – skråning av justeringskarakteristikken.

Ris. 2.5  Funksjonsdiagram av det forbedrede forsinkede systemet

AGC med tilbakemelding

Effekten av å stabilisere utgangsspenningsnivået U ut ( t) oppnås på grunn av det faktum at med økende nivå U ut ( t) styrespenningen øker også U y, under påvirkning av hvilken, i samsvar med uttrykk (2.1), forsterkerens forsterkning avtar, noe som fører til en reduksjon i nivået på inngangssignalet.

For å forhindre en reduksjon i utgangssignalnivået ved små inngangspåvirkninger og sikre drift av AGC-systemet fra et visst nivå, påføres en forsinkelsesspenning på systemet U h. Som et resultat vil kontrollspenningen bare vises når spenningen ved utgangen til amplitudedetektoren overstiger forsinkelsesspenningen U h.

, Hvis
, (2.0)

, Hvis
,

Hvor K d – detektoroverføringskoeffisient.

Lavpassfilteret i tilbakemeldingskretsen til AGC-systemer er designet for å overføre kontrollspenning med frekvensene til endringer i nivået til AGC-utgangsspenningen. I dette tilfellet må lavpassfilteret være treghet med hensyn til frekvensene til den nyttige modulasjonen, ellers vil demodulering av det nyttige signalet skje.

AGC-systemets utgangsspenning

Ligningene (2.2)–(2.3) tilsvarer blokkskjemaet til AGC-systemet (fig. 2.6). I dette diagrammet er den ikke-lineære lenken (NL) beskrevet av avhengigheten

(2.0)

I stabil tilstand (ved et konstant spenningsnivå ved inngangen til AGC-systemet), fra (2.2)–(2.4) følger det:

på u d< u h;

på u d  u z, (2,0)

Hvor k upt – gevinstfaktor for UPT.

Ris. 2.6  Blokkskjema over AGC-systemet

med tilbakemelding

Ligning (2.5) bestemmer kontrollkarakteristikken til AGC-systemet med tilbakemelding.

Ris. 2.7  Amplitudekarakteristikker til AGC-systemet

Amplitudekarakteristikkene til et lukket sløyfe AGC-system (fig. 2.7.) presenteres for tilfeller: 1 - uten AGC-system, 2 - enkel AGC, 3 - forsinket AGC, 4 - forbedret og forsinket AGC.

1. Installasjon av ekstern antenne.

Det første trinnet er installasjon ekstern antenne. Antennen monteres ved hjelp av festemidler (en svingbar brakett eller en mast) på bygningens yttervegg eller på taket, avhengig av plasseringen.
Spesialisten bestemmer retningen som antennen skal rettes i, siden det innkommende signalet fra forskjellige operatører kommunikasjonen bør være den samme, eller signalet til en bestemt operatør bør råde hvis målet var å forbedre kvaliteten mobilsignal kun én operatør.

2. Klargjøring og krymping av kabelen.

I endene av den forberedte kabelen må du sette på N-type kontakter og krympe dem (eller klargjøre kabelen på forhånd og lodde kontakten hvis det ikke innebærer krymping). Vi anbefaler å beskytte kontakten med varmekrympe eller tape, da den kan oksidere over tid og forårsake uregelmessig drift og forstyrrelser. Deretter kobler vi kabelen til den eksterne antennen og går videre til neste trinn.

3. Kabellegging.

Alle vet at når du legger en kabel, er det veldig viktig at avstanden fra repeateren til den eksterne antennen skal være minimal, siden med en lang kabel vil det være store signaltap (amplituden til det innkommende signalet skal være maksimalt). Vi velger et sted for å legge kabelen, med tanke på alle anbefalingene, legger den og fortsetter til repeater installasjon(mobiltelefonbooster).

4. Installasjon av en cellulær signalforsterker.

Repeaterens installasjonssted velges ut fra minimumslengden på kabelen og slik at den ikke er plassert på et synlig sted. Dette kan enten være et loft, hvis det er et privat hus, eller repeateren er skjult over taket, hvis det er et kontorbygg. Men du må sørge for at installasjonsstedet samsvarer med de tillatte klimatiske forholdene i repeaterens pass.

5. Koble til en ekstern antenne til forsterkeren.

Det er to kontakter på den cellulære repeaterkroppen. Vi trenger en kontakt, som er betegnet med bokstavene BS - dette er forsterkerinngangen. Vi kobler til kabelen vår fra den eksterne antennen, og sørger for at kontakten er skrudd fast og helt.

6. Installasjon av den interne antennen.

Avhengig av situasjonen og området til objektet, interne antenner kanskje flere.
Hvis flere antenner skal brukes, er det nødvendig å installere en signalsplitter som deler strømmen for hver antenne. Deretter må du krympe kabelen med kontakter, som ble gjort i begynnelsen, og koble den til signaldeleren og til de interne antennene. Signaldeler koble på en lignende måte til den andre, ledige utgangen på forsterkeren. Hvis bare én intern antenne ble brukt, kobles den direkte til repeateren.

Dårlig mobilmottak er et svært vanlig problem. Mange møter det både på hyttene eller på landet, og i sin egen leilighet i byen eller landsbyen. Svakt signal telefonnummeret eller dets fullstendige fravær er først og fremst knyttet til avstanden til basestasjonen til mobiloperatøren din, bygningens tetthet eller terreng.

Hvis du står overfor dette problemet og mottak av høy kvalitet er en viktig nødvendighet for deg, må du installere en mobilkommunikasjonsforsterker. Mer presist trenger du et mobilkder en slik forsterker er en av enhetene. Generelt består det beskrevne systemet av følgende "koblinger": en GSM-repeater, en ekstern antenne for å motta et mobilsignal, strømdelere, en tilkoblingskabel og kontaktene som er nødvendige for tilkobling.

Selvfølgelig, velg lignende system og i tillegg kan installering og riktig konfigurering bare gjøres av en spesialist. Men slik at du kan komme på "riktig vei", vil vi prøve å forstå litt om moderne cellulære signalforsterkere og hvilke som er bedre å velge.

Velge en mobil signalforsterker

Før du bestemmer deg og velger riktig GSM-kommunikasjonsforsterker, bør du forstå de viktigste tekniske egenskapene til disse systemene:

• MobilstandardGSM hovedsakelig delt inn i to hovedbånd: GSM 900 og GSM 1800 MHz. Basestasjoner (celletårn) i 900 MHz-området har større rekkevidde, men færre kanaler (muligheten til å snakke med flere abonnenter samtidig) enn ved 1800 MHz. Derfor brukes 900 MHz basestasjoner oftere i regionen, og 1800 MHz basestasjoner brukes i byen. Derfor, for en sommerbolig eller Herregård Det er bedre å holde seg til GSM 900-standarden.
• Forsterkningsfaktor (GC) til GSM-signalforsterkeren er en annen viktig parameter for å velge et system, fordi det påvirker direkte nivået på nettverksmottak som tilbys. Enkelt sagt, hvis mobiltelefonen din har dårlig mottak innendørs, men utendørsmottaket er nesten på maksimalt nivå, så er en forsterker med en forsterkning på 70-75 dB ganske passende for deg. Hvis mobilmottaket ditt er usikkert selv i området i nærheten av huset ditt, bør du se nærmere på et cellulært forsterkningssystem med en koeffisient på 75-90 dB. Det er bedre å ikke kjøpe en mobilrepeater med en forsterkning på mindre enn 65 dB i det hele tatt, fordi... han vil neppe takle oppgaven du satte.
• Repeater utgangseffekt mobilemer. Denne parameteren påvirker hvor mye område av rommet ditt GSM-signalforsterkningssystem kan "dekke" med pålitelig mottak. For eksempel er en mobilnettverksforsterker med en effekt på 100 mW i stand til å gi pålitelig mottak til et område på opptil 200 kvm, og en mobilrepeater med en effekt på 320 mW kan takle et rom på opptil 800 kvm. Det er imidlertid ingen direkte sammenheng mellom kraften til repeateren og området til lokalene dine, men bare begrepet korrelasjon. En rekke faktorer kan påvirke hvordan GSM-repeatere gir pålitelig mottak til et spesifikt område av et rom. For eksempel nivået på inngangssignalet fra celletårnet, lengden på kabelen fra den eksterne antennen til forsterkeren, kontrollenheten, samt riktig installasjon av alt utstyr som helhet.

For øyeblikket, blant repeatere for et landsted, kontor, hytte eller hytte, er de mest populære modellene Picocell 900 SXL og Picocell 900 SXM.

• Picocell 900 SXL opererer i GSM 900-båndet. Forsterkningen til dette systemet er 80 dB, og utgangseffekten til repeateren er 320 mW. 900 SXL forsterkningssystem er kun beregnet for innendørs installasjon.
• Picocell 900 SXM har samme parametere som sin yngre bror Picocell 900SXL, men dette systemet er utstyrt med et kaldt og fuktbestandig hus med en IP66 beskyttelsesgrad. Denne enheten er optimal i tilfeller hvor det ikke er mulig å legge kabelen innendørs og cellulær forsterker GSM med hele strukturen skal installeres utendørs.

Velge en ekstern kvalitetsantenne

En ekstern antenne er nødvendig for å motta et signal fra mobiloperatørens basestasjon. Den er montert på en eterisk mast installert på taket av bygningen. Det bør huskes at en ekstern mobilantenne konstant er utsatt for en rekke eksterne faktorer (regn, snø, vind, etc.), så når du velger en modell, bør du være spesielt oppmerksom på pålitelighet og holdbarhet. Et ganske godt alternativ er modellen AL-900-11, fordi den er laget av en solid metallplate belagt med emaljemaling, som pålitelig beskytter den mot oksidasjon, korrosjon og ødeleggelse.

Velge egnede interne antenner

Valget av disse enhetene er direkte relatert til hvilket byggestadium huset eller hytta er på. Hvis interiørdekorasjonen av rommet ennå ikke er utført og du fortsatt har muligheten til å installere en intern mobilantenne bak himling, er det verdt å kjøpe et nettverk av antenner med en ganske lav forsterkning. Takket være denne løsningen vil du ha et enhetlig mobilsignaldekningsområde. Den foretrukne mengden er forholdet mellom én antenne for hver 100 kvm. område. Blant disse antennemodellene vil jeg anbefale AP-800/2500-7/9ID. Disse antennene støtter alle moderne kommunikasjonsstandarder: GSM900, DCS1800 og til og med UMTS 2100 (3G).

Hvis du trenger å gi et mobilsignal av høy kvalitet inne i et oppholdsrom, og samtidig ikke forstyrre interiøret, bør du se nærmere på en antenne med høy forsterkning. Slike antenner, hvis mulig, er installert på usynlige steder. Interessante modeller RAO-11GL-60 eller RAO-14GL-70, som har en forsterkning på 11 og 14 dB. Denne ganske høye forsterkningen gjør det mulig å oppnå nettverksdekningen du trenger ved bruk av én antenne.

Valg av kabler og kontakter for systemet

Alle enheter for forsterkningssystem GSM-nettverk er koblet til hverandre med en koaksial radiofrekvenskabel med en karakteristisk impedans på 50 ohm. For en hytte eller dacha er de beste kabelmerkene når det gjelder pris og kvalitet 5D-FB eller 8D-FB. Forskjellen mellom dem er tykkelsen på den sentrale kjernen og derfor nivået av gjenværende dempning under passasjen av signalet (5V-FB = 0,2 dB/m; 8V-FB = 0,13 dB/m ved en frekvens på 900 MHz ). Tar i betraktning det faktum at moderne mobilkommunikasjonsstandarder i økende grad bruker frekvensområde i gigahertz er det verdt å velge en 8D-FB-kabel, fordi det er mer lovende.

5D-FB-kabelen bruker N-111/5D-kontakter, og 8D-FB-kabelen bruker N-111/8D-kontakter.

Velge strømdelere for mobilnettverk

Strømdeleren er designet for å forgrene kabler til et visst antall interne antenner. De mest pålitelige og utbredte modellene er Pikokobler Og Retningskobling. Picocoupler-merkeenheter er designet for å distribuere mobilsignalet jevnt over hele rommet med et annet antall utganger for tilkobling av antenner. Directional Coupler-modeller brukes til å fordele nettverkssignalet ujevnt.

Som et resultat, hvis du har valgt alle enhetene riktig, kjøpt en mobilsignalforsterker, installert og konfigurert den, vil det generelle diagrammet og prinsippet for drift av systemet ditt se slik ut:

Husk at når du velger et mobilt signalforsterkersystem for et kontor, hytte eller landsted, må du ta hensyn til spesifikasjoner alle dens individuelle enheter. Samtidig er det ekstremt viktig å velge en høykvalitets GSM-nettverksrepeater, sikre korrekt drift (kompatibilitet) med andre enheter og oppfylle alle nødvendige krav for å sikre høy kvalitet og uavbrutt kommunikasjon av GSM og UMTS (3G) ) nettverk.

Overholdelse av nødvendige standarder

Når du installerer en GSM- eller 3G-mobilkommunikasjonsforsterker, bør du være oppmerksom på at installasjonen eller konfigurasjonen av dårlig kvalitet kan ha motsatt effekt, og systemet ditt vil som et resultat, i stedet for å øke signalmottaket fra BS-en, tvert imot , reduser det.

Dessuten har alle mobiloperatørene - MTS, Beeline, MegaFon og andre - alle de tekniske egenskapene til å oppdage tilstedeværelsen av interferens for høykvalitets mottak og distribusjon av radiobølger fra basestasjonene deres. Ved hjelp av spesielt måleutstyr vil ingeniører bestemme plasseringen av interferens i form av en feil installert GSM-forsterker.

Etter dette vil eieren av et slikt system bli advart om behovet for å installere på nytt, korrigere innstillinger eller fullstendig erstatte alt utstyr. Hvis denne advarselen ignoreres, mobiloperatør har rett til å sende inn en klage Radionadzor, som har alle fullmakter til å bringe den skruppelløse eieren av en GSM-mobilnettverksforsterker til administrativt ansvar.

Husk at enhver mobilsignalforsterker, selv om den er installert på den mest kompetente måten, skaper interferens som forstyrrer basestasjonens signal. Det er imidlertid visse standarder, og hvis du ikke overskrider maksimalverdien deres, bør du ikke ha problemer. Men for dette er det viktig ikke bare å dyktig installere alle elementene i utstyret, men også å kunne konfigurere det riktig.

Derfor, hvis du ikke har den nødvendige kunnskapen om å sette opp GSM-repeatere og installere dem, er det bedre å ikke prøve å lage en GSM-signalforsterker med egne hender, men å bruke tjenestene til spesialister, som vi nå har flere av. enn nok.

Trygg mottakelse!